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實驗一 日光燈電路及功率因數的提高
一、實驗目的
1. 了解日光燈的工作原理；
2. 了解提高功率因數的意義；
3. 掌握提高感性負載功率因數的方法。
二、實驗原理說明
圖1-1 日光燈電路
1、日光燈各元件的聯接及其工作過程
日光燈結構如圖1-1所示，K閉合時，日光燈管不導電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中氖氣擊穿，產生氣體放電，此放電產生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過日光燈管的燈絲和鎮流器。短時間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中的電流突然減小；根據電磁感應定律，這時鎮流器兩端產生一定的感應電動勢，使日光燈管兩端電壓產生 400至 500V高壓，燈管氣體電離，產生放電，日光燈點燃發亮。日光燈點燃后，燈管兩端的電壓降為100V左右，這時由于鎮流器的限流作用，燈管中電流不會過大。同時并聯在燈管兩端的啟輝器，也因電壓降低而不能放電，其觸片保持斷開狀態。
2、功率因數提高的意義和方法
對于一個無源一端口網絡，如圖1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcosΦ其中 cosΦ 稱為功率因數。要提高感性負載的功率因數，可以用并聯電容器的辦法，使流過電容器中的無功電流分量與感性負載中的無功電流分量互相補償，以減小電壓和電流之間的相位差，從而提高了功率因數。提高負載的功率因數有很大的經濟意義，一方面它可以充分發揮電源設備的利用率，另一方面又可以減少輸電線路上的功率損失，提高電能的傳輸效率。
三、實驗設備
表1-1 實驗儀器和設備
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序號 |
名 稱 |
型號與規格 |
數量 |
備注 |
|
1 |
交流電壓表 |
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1 |
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2 |
交流電流表 |
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1 |
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3 |
功率表 |
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1 |
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4 |
自耦調壓器 |
|
1 |
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4 |
鎮流器 |
與40W燈管配用 |
1 |
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|
5 |
電容器箱 |
|
1 |
|
|
6 |
啟輝器 |
與40W燈管配用 |
1 |
|
|
7 |
日光燈燈管 |
40W |
1 |
|
|
8 |
|
|
1 |
|
四、實驗線路與實驗內容
實驗接線如圖所示。測量交流參數及提高功率因數
按表1-2并聯電容C，令U=220V不變，將測試結果填入表 1-2 中
表 1-2 測試結果
|
電容值μF |
測量值 |
計算值 | |||
|
U（V） |
I (A) |
IRL(A) |
Ic(A) |
cosφ | |
|
0 |
|
|
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|
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2.5 |
|
|
|
|
|
|
4.75 |
|
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|
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2.5+4.75 |
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|
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|
|
4.75+4.75 |
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實驗接線圖
五、注意事項
1、測電壓、電流時，一定要注意表的檔位選擇，測量類型、量程都要對應。
2、功率表電流線圈的電流、電壓線圈的電壓都不可超過所選的額定值。
3、自耦調壓器輸入輸出端不可接反。
4、各支路電流要接入電流插座。
5、注意安全，線路接好后，須經指導教師檢查無誤后，再接通電源。
六、報告要求
1、若直接測量鎮流器功率，功率表應如何接線，作圖說明。
2、說明功率因數提高的原因和意義。
3、收獲體會及其他。
工商網監
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